3x13m预应力混凝土简支空心板梁桥计算书
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本设计汽车荷载采用公路－Ⅱ级荷载，它由车道荷载及车辆荷载组成。《桥规》规定桥梁结构整体计算采用车道荷载。公路－Ⅱ级的车道荷载由q =0.75×10.5=7.875(KN/m)的均布荷载和 的集中荷载两部分组成。在计算剪力效应时，集中荷载标准值P 应乘以1.2的系数，即计算剪力时 按《桥规》车道荷载的均布荷载应满布于使结构产生最不利效应的同号影响线上，集中荷载标准值只作用于相应影响线中一个最大影响线峰值处。多车道桥梁上还应考虑多车道折减，双车道折减系数ξ=1，四车道折减系数ξ=0.67，但不得小于两设计车道的荷载效应。
3x13m预应力混凝土简支空心板梁桥计算书
南 京 工 程 学 院
毕业设计说明书
作者：卞勋垒学号：2140Biblioteka 0640系部：建筑工程学院
专业：土木工程
题目：3X13m预应力混凝土简支空心板梁桥设计
指导者：陈冬华讲师
评阅者：臧华 副教授
2013 年 6 月 南 京
摘要
预应力混凝土空心板桥在我国桥梁建筑上占我重要的地位，在目前，对于中小跨径的永久性桥梁，无论是公路桥梁或者城市桥梁，都在尽量采用预应力混凝土空心板桥，因为这种桥梁具有就地取材，工业化施工，耐久性好，适应性强，整体性好等多种优点，从而决定了本设计中桥型的选择，整个计算的方法。
优点： 预应力结构通过高强钢筋对混凝土预压，不仅充分发挥了高强材料的特性，而且提高了混凝土的抗裂性，促使结构轻型化，因而预应力混凝土结构具有比钢筋混凝土结构大得多的跨越能力。
采用空心板截面，减轻了自重，而且能充分利用材料，构件外形简单，制作方便，方便施工，施工工期短，而且桥型流畅美观。
缺点：行车不顺，同时桥梁的运营养护成本在后期较高。
在设计中通过主梁荷载计算、内力计算、应力钢筋的布置、主梁截面强度与应力验算、支座等设计，完整地构造了一座装配式预应力混凝土简支梁桥，本设计主要计算主跨结构，边跨均以构造图进行设计。
关键词：预应力，简支空心板梁，先张法
Design of a 3 × 13m prestressed concrete simply-supported hollow plate girder bridge
设计时首先依照建设单位设计要求和场地的具体情况，进行方案比选，确定桥梁的整体形式；选取截面形式和具体的尺寸；根据材料的性质，运用桥梁设计相关软件（桥梁博士）对桥梁所承受的荷载进行计算；取出截面的最大设计荷载；用承载能力设计值对构件进行配筋；用正常使用设计值进行校核计算；再对桥面板，伸缩缝，支座等细部构件进行配筋验算；最后对下部结构进行拟定尺寸，配筋计算，抗倾覆，抗滑移等验算。
This design uses theassemblytype prestressedsimply supported beam structure,the span of the bridge is ，The upper structureis composed of a main beam,bridge floor part and the supportand so on,The girderis the mainbearing memberof bridge.Bridge floor partcomposed ofbridge deck andrailings,Thesestructures although is not the bridge mainbearing members,but theirdesign and constructionis directly related to thesafetyof the wholebridge function andherein this designhas also given adetailed description of.In the design,calculation ofthe bridge upper structurefocuses on the analysis of theforceof bridge in the constructionand use of the processof constant loadandlive load,thedead loadthe wholesetofconstant loadinternal youtaccording to the newcode for highwaygrade IILane loadlive load,Calculation andbeam reinforcement,loss of prestresssteel strandwas estimated,and prestressed phase and use phase ofthe girder sectionstrength,ischecking calculation of the stressandtheprincipal stress.
（6）《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范条文应用算例》，袁伦一，鲍卫刚编著，人民交通出版社，2005；
（7）《钢筋混凝土及预应力混凝土结构设计原理》张树仁，郑绍珪等编著，人民交通出版社，2004；
（8）《公路小桥涵设计示例》刘培文，周卫等编著，人民交通出版社，2005。
1.2构造及尺寸选定
本设计桥面净宽为7m+0.75m×2，全桥采用9块C40的预制预应力混凝土空心板，每块空心板宽度为99cm,高62cm,空心板全长12.96m。采用先张法施工工艺，预应力钢筋采用1×7股钢绞线，直径12.7mm，截面面积 。
， , ,预应力钢绞线延板跨长布置。C40混凝土空心板的 , ， ， 。全桥空心板横断面布置如图1-1，每块空心板截面及构造如图1-2。
图1-1上部结构横断面标准布置图
图1-2
1.3空心板毛截面几何特性计算
全截面对1/2板高处的静距：
=2181.7（cm ）
铰缝的面积：
则毛截面重心离1/2板高的距离为：
6、设计依据及参考书：
（1）《公路桥梁设计通用规范》（JTG D60-2004）；
（2）《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》（TG D62-2004）；
（3）《公路桥涵地基与基础设计规范》（JTG D63-2007）；
（4）《公路工程技术标准》（JTG B01-2003）；
（5）《公路圬工桥涵设计规范》（JTG D61-2005）；
In the design of themain girderload calculation,internal force calculation,the stress steel bar arrangement,the main beamintensity and stress checking computations,supporthe design of the maincalculation of mainspan structure,the side spanwithstructural mapdesign.
3.铰缝自重（第二阶段结构自重）g
所以空心板每延米总重力g为：
（第一阶段结构自重）
（第二阶段结构自重）
由此可计算出简支空心板永久作用(自重效应），计算结果见下表，即表1-1
永久作用效应汇总表表1-1
作用种类
项目
作用g
（KN/m)
计算跨径
L(m)
作用效应M（ＫＮ•ｍ）
作用效应Ｖ（ＫＮ）
跨中（ ）
跨中
g
第一章预应力混凝土简支空心板桥上部结构设计
1.1设计资料
1、跨径：标准跨径 =13.00m；
计算跨径L=12.60m；
2、桥面宽度：7m+0.75m×2；
3、设计荷载：汽车荷载：公路-Ⅱ级荷载；人群荷载：3.0KN/m2；
4、环境标准：Ⅰ类环境；
5、材料：预应力钢筋:1×7钢绞线，直径12.7mm；非预应力筋采用HRB335，R235；空心板混凝土采用C40混凝土；铰缝为C30细集料混凝土；桥面铺装采用C40沥青混凝土；栏杆采用汉白玉栏杆，人行道板为C25混凝土。
2、桥面系自重（第二阶段结构自重）g
人行道及栏杆自重单侧按6.0kN/m计算。桥面铺装采用等厚度10cm沥青混凝土，则全桥铺装每延米重力为：0.1×7×23=16.1(kN/m)
上述自重效应是在个空心板形成整体后，再加至板桥上的，精确的说，由于桥梁横向弯曲变形，各板分配到的自重效应应是不一样的，本设计为计算方便，近似按各板平均分摊来考虑，则每块空心板分摊到的每延米桥面系重力为：
(向下移）
铰缝重心对1/2板高处的距离为：
由图1-3，设每个挖空的半圆面积为 ：
半圆重心轴：
半圆对其自身的重心轴O-O的惯性矩 ：
则空心板毛截面对其重心轴的惯性矩I为：
(忽略了铰缝对自身重心轴的惯性矩）
空心板截面的抗扭惯矩I 可简化为图1-4的单箱截面来近似计算：
图1-4
1.4作用效应计算
1、空心板自重（第一阶段结构自重）g
本设计的上部构造为3х13m的预应力混凝土空心板，结构简单，施工容易。本设计采用预制安装（先张法）的施工方法：先张法预制构件的制作工艺是在浇筑混凝土之前先进行预应力筋的张拉，并将其临时固定在张拉台座上，然后按照支立模板——钢筋骨架成型——浇筑及振捣混凝土——养护及拆除模板的基本施工工艺，待混凝土达到规定强度，逐渐将预应力筋松弛，利用力筋回缩和与混凝土之间的黏结作用，使构件获得预应力。
Keywords:prestressed,simple hollow board beam,pretensioning method
前言
选择本课题主要是根据建设单位的对于桥梁的功能要求进行设计，满足该桥梁的特定功能，同时考虑到建设成本的等众多因素，桥面上面通行的公路—Ⅱ荷载，由于与桥梁连接的道路的等级比较高，既要满足车辆的通行安全，同时必须考虑汽车等的通行顺畅。在接受设计任务时除考虑以上条件，还是需要安全适用，经济，美观，环保。
本设计采用装配式预应力简支梁结构，跨径组成为 ，其上部结构由主梁，桥面部分和支座等组成，主梁是桥梁的主要承重构件。桥面部分包括桥面铺装和栏杆等组成，这些构造虽然不是桥梁的主要承重构件，但它们的设计与施工直接关系到桥梁整体的功能与安全，这里在本设计中也给予了详细的说明。下部由盖梁、桥墩等组成，共同支撑了整个下部结构。在设计中，桥梁上部结构的计算着重分析了桥梁在施工及使用过程中恒载以及活载的作用力，采用整体的自重荷载集度进行恒载内力的计算。按照新规范公路Ⅱ级车道荷载进行布置活载，并进行了梁的配筋计算，估算了钢绞线的各种预应力损失，并进行预应力阶段和使用阶段主梁截面的强度，正应力及主应力的验算。
Abstract
Prestressedconcrete hollow slab bridgein the bridge constructionof our countryoccupies my important status,At present,the permanent bridgesforthe medium and small span,Regardless of is the highway bridge orthe bridgein thecity,as far as possible the use ofprestressedconcrete hollow slab bridge,Because this kind of bridge hasobtain raw material locally,the industrialization construction,the durability is good,adaptability is strong,has the advantages ofgood integrityetc.To determinethe design ofbridgetypeselection,thecalculationmethod of.
12.60
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本设计汽车荷载采用公路－Ⅱ级荷载，它由车道荷载及车辆荷载组成。《桥规》规定桥梁结构整体计算采用车道荷载。公路－Ⅱ级的车道荷载由q =0.75×10.5=7.875(KN/m)的均布荷载和 的集中荷载两部分组成。在计算剪力效应时，集中荷载标准值P 应乘以1.2的系数，即计算剪力时 按《桥规》车道荷载的均布荷载应满布于使结构产生最不利效应的同号影响线上，集中荷载标准值只作用于相应影响线中一个最大影响线峰值处。多车道桥梁上还应考虑多车道折减，双车道折减系数ξ=1，四车道折减系数ξ=0.67，但不得小于两设计车道的荷载效应。
3x13m预应力混凝土简支空心板梁桥计算书
南 京 工 程 学 院
毕业设计说明书
作者：卞勋垒学号：2140Biblioteka 0640系部：建筑工程学院
专业：土木工程
题目：3X13m预应力混凝土简支空心板梁桥设计
指导者：陈冬华讲师
评阅者：臧华 副教授
2013 年 6 月 南 京
摘要
预应力混凝土空心板桥在我国桥梁建筑上占我重要的地位，在目前，对于中小跨径的永久性桥梁，无论是公路桥梁或者城市桥梁，都在尽量采用预应力混凝土空心板桥，因为这种桥梁具有就地取材，工业化施工，耐久性好，适应性强，整体性好等多种优点，从而决定了本设计中桥型的选择，整个计算的方法。
优点： 预应力结构通过高强钢筋对混凝土预压，不仅充分发挥了高强材料的特性，而且提高了混凝土的抗裂性，促使结构轻型化，因而预应力混凝土结构具有比钢筋混凝土结构大得多的跨越能力。
采用空心板截面，减轻了自重，而且能充分利用材料，构件外形简单，制作方便，方便施工，施工工期短，而且桥型流畅美观。
缺点：行车不顺，同时桥梁的运营养护成本在后期较高。
在设计中通过主梁荷载计算、内力计算、应力钢筋的布置、主梁截面强度与应力验算、支座等设计，完整地构造了一座装配式预应力混凝土简支梁桥，本设计主要计算主跨结构，边跨均以构造图进行设计。
关键词：预应力，简支空心板梁，先张法
Design of a 3 × 13m prestressed concrete simply-supported hollow plate girder bridge
设计时首先依照建设单位设计要求和场地的具体情况，进行方案比选，确定桥梁的整体形式；选取截面形式和具体的尺寸；根据材料的性质，运用桥梁设计相关软件（桥梁博士）对桥梁所承受的荷载进行计算；取出截面的最大设计荷载；用承载能力设计值对构件进行配筋；用正常使用设计值进行校核计算；再对桥面板，伸缩缝，支座等细部构件进行配筋验算；最后对下部结构进行拟定尺寸，配筋计算，抗倾覆，抗滑移等验算。
This design uses theassemblytype prestressedsimply supported beam structure,the span of the bridge is ，The upper structureis composed of a main beam,bridge floor part and the supportand so on,The girderis the mainbearing memberof bridge.Bridge floor partcomposed ofbridge deck andrailings,Thesestructures although is not the bridge mainbearing members,but theirdesign and constructionis directly related to thesafetyof the wholebridge function andherein this designhas also given adetailed description of.In the design,calculation ofthe bridge upper structurefocuses on the analysis of theforceof bridge in the constructionand use of the processof constant loadandlive load,thedead loadthe wholesetofconstant loadinternal youtaccording to the newcode for highwaygrade IILane loadlive load,Calculation andbeam reinforcement,loss of prestresssteel strandwas estimated,and prestressed phase and use phase ofthe girder sectionstrength,ischecking calculation of the stressandtheprincipal stress.
（6）《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范条文应用算例》，袁伦一，鲍卫刚编著，人民交通出版社，2005；
（7）《钢筋混凝土及预应力混凝土结构设计原理》张树仁，郑绍珪等编著，人民交通出版社，2004；
（8）《公路小桥涵设计示例》刘培文，周卫等编著，人民交通出版社，2005。
1.2构造及尺寸选定
本设计桥面净宽为7m+0.75m×2，全桥采用9块C40的预制预应力混凝土空心板，每块空心板宽度为99cm,高62cm,空心板全长12.96m。采用先张法施工工艺，预应力钢筋采用1×7股钢绞线，直径12.7mm，截面面积 。
， , ,预应力钢绞线延板跨长布置。C40混凝土空心板的 , ， ， 。全桥空心板横断面布置如图1-1，每块空心板截面及构造如图1-2。
图1-1上部结构横断面标准布置图
图1-2
1.3空心板毛截面几何特性计算
全截面对1/2板高处的静距：
=2181.7（cm ）
铰缝的面积：
则毛截面重心离1/2板高的距离为：
6、设计依据及参考书：
（1）《公路桥梁设计通用规范》（JTG D60-2004）；
（2）《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》（TG D62-2004）；
（3）《公路桥涵地基与基础设计规范》（JTG D63-2007）；
（4）《公路工程技术标准》（JTG B01-2003）；
（5）《公路圬工桥涵设计规范》（JTG D61-2005）；
In the design of themain girderload calculation,internal force calculation,the stress steel bar arrangement,the main beamintensity and stress checking computations,supporthe design of the maincalculation of mainspan structure,the side spanwithstructural mapdesign.
3.铰缝自重（第二阶段结构自重）g
所以空心板每延米总重力g为：
（第一阶段结构自重）
（第二阶段结构自重）
由此可计算出简支空心板永久作用(自重效应），计算结果见下表，即表1-1
永久作用效应汇总表表1-1
作用种类
项目
作用g
（KN/m)
计算跨径
L(m)
作用效应M（ＫＮ•ｍ）
作用效应Ｖ（ＫＮ）
跨中（ ）
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第一章预应力混凝土简支空心板桥上部结构设计
1.1设计资料
1、跨径：标准跨径 =13.00m；
计算跨径L=12.60m；
2、桥面宽度：7m+0.75m×2；
3、设计荷载：汽车荷载：公路-Ⅱ级荷载；人群荷载：3.0KN/m2；
4、环境标准：Ⅰ类环境；
5、材料：预应力钢筋:1×7钢绞线，直径12.7mm；非预应力筋采用HRB335，R235；空心板混凝土采用C40混凝土；铰缝为C30细集料混凝土；桥面铺装采用C40沥青混凝土；栏杆采用汉白玉栏杆，人行道板为C25混凝土。
2、桥面系自重（第二阶段结构自重）g
人行道及栏杆自重单侧按6.0kN/m计算。桥面铺装采用等厚度10cm沥青混凝土，则全桥铺装每延米重力为：0.1×7×23=16.1(kN/m)
上述自重效应是在个空心板形成整体后，再加至板桥上的，精确的说，由于桥梁横向弯曲变形，各板分配到的自重效应应是不一样的，本设计为计算方便，近似按各板平均分摊来考虑，则每块空心板分摊到的每延米桥面系重力为：
(向下移）
铰缝重心对1/2板高处的距离为：
由图1-3，设每个挖空的半圆面积为 ：
半圆重心轴：
半圆对其自身的重心轴O-O的惯性矩 ：
则空心板毛截面对其重心轴的惯性矩I为：
(忽略了铰缝对自身重心轴的惯性矩）
空心板截面的抗扭惯矩I 可简化为图1-4的单箱截面来近似计算：
图1-4
1.4作用效应计算
1、空心板自重（第一阶段结构自重）g
本设计的上部构造为3х13m的预应力混凝土空心板，结构简单，施工容易。本设计采用预制安装（先张法）的施工方法：先张法预制构件的制作工艺是在浇筑混凝土之前先进行预应力筋的张拉，并将其临时固定在张拉台座上，然后按照支立模板——钢筋骨架成型——浇筑及振捣混凝土——养护及拆除模板的基本施工工艺，待混凝土达到规定强度，逐渐将预应力筋松弛，利用力筋回缩和与混凝土之间的黏结作用，使构件获得预应力。
Keywords:prestressed,simple hollow board beam,pretensioning method
前言
选择本课题主要是根据建设单位的对于桥梁的功能要求进行设计，满足该桥梁的特定功能，同时考虑到建设成本的等众多因素，桥面上面通行的公路—Ⅱ荷载，由于与桥梁连接的道路的等级比较高，既要满足车辆的通行安全，同时必须考虑汽车等的通行顺畅。在接受设计任务时除考虑以上条件，还是需要安全适用，经济，美观，环保。
本设计采用装配式预应力简支梁结构，跨径组成为 ，其上部结构由主梁，桥面部分和支座等组成，主梁是桥梁的主要承重构件。桥面部分包括桥面铺装和栏杆等组成，这些构造虽然不是桥梁的主要承重构件，但它们的设计与施工直接关系到桥梁整体的功能与安全，这里在本设计中也给予了详细的说明。下部由盖梁、桥墩等组成，共同支撑了整个下部结构。在设计中，桥梁上部结构的计算着重分析了桥梁在施工及使用过程中恒载以及活载的作用力，采用整体的自重荷载集度进行恒载内力的计算。按照新规范公路Ⅱ级车道荷载进行布置活载，并进行了梁的配筋计算，估算了钢绞线的各种预应力损失，并进行预应力阶段和使用阶段主梁截面的强度，正应力及主应力的验算。
Abstract
Prestressedconcrete hollow slab bridgein the bridge constructionof our countryoccupies my important status,At present,the permanent bridgesforthe medium and small span,Regardless of is the highway bridge orthe bridgein thecity,as far as possible the use ofprestressedconcrete hollow slab bridge,Because this kind of bridge hasobtain raw material locally,the industrialization construction,the durability is good,adaptability is strong,has the advantages ofgood integrityetc.To determinethe design ofbridgetypeselection,thecalculationmethod of.